Professori Ralf Lindberg Tampereen teknillinen yliopisto

Transkriptio

1 Professori Ralf Lindberg Tampereen teknillinen yliopisto Dekaani, Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennetun ympäristön tiedekunta Rakennustekniikan osaston varajohtaja, Tampereen teknillinen yliopisto v Suomen Rakennusinsinöörien Liiton (RIL) puheenjohtaja v

2 Turvalliset rakenteet matalaenergiarakentamiseen 1. Taustaa 2. Rakennusfysiikkaan liittyviä haasteita 3. Rakennusosiin liittyviä kysymyksiä Insinöörien kehittämät perusrakenneratkaisut ovat toimivia tulevaisuudessakin Niiden erilaisten virheiden sietokyky on aiempaa heikompi Siksi laadukkaaseen ja huolelliseen toteutukseen on kiinnitettävä erityistä huomiota. Rakenteiden liitosten toiminta on erittäin tärkeää. Monet kokemukset osoittavat, että huolellisesti toimien voidaan onnistua Sisäilmapaja Nurmes Pohjois-Karjalan tulevaisuusrahasto 2

3 Rakennusten energiankäyttöön liittyvät kysymykset voivat olla suurelta osin elämäntapaan liittyviä, teknisillä näkökohdilla voi olla luultua vähäisempi osuus 50 vuoden elinkaari Jos täydellistä rakennusta ei osata hyödyntää, menetetään käyttöiän aikana paljon mahdollisuuksia. Vastaavasti hieman huonommallakin rakennuksella voidaan oikealla käytöllä säästää paljon. Sisäilmapaja Nurmes Pohjois-Karjalan tulevaisuusrahasto 3

4 Rakentamisen sääntöjen muuttuessa tulkinnat tulevat tärkeiksi Uudet määräykset merkitsevät erittäin suurta muutosta perinteiselle rakentamiselle. Määräysten tulkintaa tekevät monet eri osapuolet, usein vielä melko vähäisin tiedoin. Tulkinnat vaihtelevat paljon. Tulkintoihin liittyvät kysymykset ovat nousseet esiin myös muissa kuin energiaan liittyvissä rakentamisen kysymyksissä. Yksi ratkaisu voisi olla kokeneiden osaajien muodostamat tulkintapaneelit, jotka pohtisivat kysymyksiä eri näkökulmista ja lopulta esittäisivät näkemyksensä, jota pyrittäisiin noudattamaan rakentamisessa. Sisäilmapaja Nurmes Pohjois-Karjalan tulevaisuusrahasto 4

5 Laadukkaan rakentamisen lähtökohdat Tunnista elinkaaren kannalta kriittiset asia. Suunnittele ne hyvin toimivilla ratkaisuilla. Rakenna huolella, valvo ja varmista laatu erityisesti kriittisissä kohdissa. Keskitä ylläpito ja huolto näihin kohtiin. Asuinrakennuksen kriittiset kohtaa ovat 1. Maata vasten tehtävät rakenteet 2. Yläpohjat 3. Ulkoseinät 4. Märkätilat 5. Ilmanvaihto Liitokset ja yksityiskohdat ovat erityisen tärkeitä + 1 Asukas tarvitsee opastusta ja tietoa sekä ohjeita Sisäilmapaja Nurmes Pohjois-Karjalan tulevaisuusrahasto 5

6 Kokonaisuuden hallinnan merkitys kasvaa Rakennusten käytössä ja energiatehokkuudessa on kyse monimutkaisesta teknisten järjestelmien, rakennuksen ja käyttäjän vuorovaikutusta. Tekniset järjestelmät Käyttäjä Rakennus Teknisten järjestelmien toiminta vaikuttaa rakennukseen. Jos ilma ei vaihdu, kosteusongelmia syntyy lopulta. Rakennus vaikuttaa teknisiin järjestelmiin. Ilma voi kulkea kanavissa suunnitellusti, mutta ei vaihdu huoneistossa, koska korvausilmareitit ovat tukossa (vaikkapa korjausten seurauksena). Myös käyttäjällä on iso vaikutus sekä teknisten järjestelmien että rakennuksen toimintaan. Sisäilmapaja Nurmes Pohjois-Karjalan tulevaisuusrahasto 6

7 Energiatehokkaan rakentamisen rakennusfysikaaliset riskit liittyvät suunnitteluun ja rakentamiseen Rakennetyyppi on hyvä lähtökohta, mutta sillä ei voida rakentaa kaikkia yksityiskohtia. Detaljeja voidaan suunnitella vain rajattu määrä. Tästä seuraa, että rakennuksen monien yksityiskohtien lopullinen toteutus ratkaistaan työmaalla. Työntekijän opastaminen tulee olemaan tärkeää. Siksi on pyrittävä lisäämään kaikkien rakentajien ymmärrystä rakennusfysiikkaan liittyvistä kysymyksistä. Opin tulee olla selkeää ja yksinkertaista. Rakentaminen on laji, jossa kokemuksella on varsin suuri merkitys lopputulokseen. Sisäilmapaja Nurmes Pohjois-Karjalan tulevaisuusrahasto 7

8 Ratkaisut eivät ole vääriä tai oikeita Rakentamisessa ei ole olemassa täysin oikeita tai täysin vääriä ratkaisuja. Jokaiseen liittyy hyviä ja huonoja puolia. Lopulta kyse on mahdollisimman hyvän kompromissin etsimisestä ja samalla riskien hallinnasta. Monia vanhoja detaljeja pidetään hyvinä ja toimivina, vaikka nykytiedon valossa ne voisivat toimia vähän kehitettyinä paremmin. Detaljien kehittäminen edellyttää, että toiminta ymmärretään. Ymmärrettävien selitysten tulee olla yksinkertaisia. Määräyksiä kehitetään eri tahojen toimesta. Vähäinen koordinaatio voi lisätä riskejä. Sisäilmapaja Nurmes Pohjois-Karjalan tulevaisuusrahasto 8

9 Kevythormin käyttäytyminen yläpohjan eristeen kohdalla Hormin sisällä lämpötila voi olla 600 o C, mutta ulkopinnassa noin 20 o C. Yläpohjan läpimenon kohdalla eristettä on paljon enemmän kuin hormin 50 mm. Lämpötilakenttä tasoittuu pidemmällä eristeen paksuuden matkalla. 600 o C 600 o C 20 o C 20 o C Lopullinen lämpötilakenttä syntyy 1 2 h kuluessa lämmityksen aloittamisesta Puun kohdalla lämpötila nousee jopa arvoon 300 o C, jossa puu syttyy Lopullinen lämpötilakenttä syntyy 2 3 h kuluessa lämmityksen aloittamisesta. Ongelma pahenee eristemäärän kasvaessa. Sisäilmapaja Nurmes 9

10 Rakennuksen tiiviys ja ilmanvaihto liittyvät toisiinsa Nykyisin korostetaan rakennusten tiiviyden merkitystä pienen energiankulutuksen tavoittelussa. Siihenkin liittyy sekä hyvää että kysymyksiä. Ilmavaihtojärjestelmä tehdään alipaineiseksi poistamalla hieman enemmän ilmaa kuin rakennukseen puhalletaan sisään. Tiiviissä rakennuksessa painesuhteiden hallinta on oleellisesti vaikeampaa ja toisaalta mitättömätkin vuotoreitit voivat generoida sisäilmaongelmia, kun korvausilmaa vuotaa rakennukseen hallitsemattomasti. Kokonaisuuden tulee olla nykyistä paremmin hallinnassa. Sisäilmapaja Nurmes Pohjois-Karjalan tulevaisuusrahasto 10

11 Kosteuskysymykset Kosteuskysymyksiin alettiin kiinnittää lisääntyvää huomiota noin 20 vuotta sitten Monet määräykset ja suunnitteluohjeet ovat parantaneet tilannetta merkittävästi, virheellisiä ratkaisuja on saatu pois Virheitä tehdään kuitenkin jatkuvasti Rakennusaikainen kosteus aiheuttaa edelleen harmeja Vanhoja hyviksi koettuja ratkaisuja tulisi pohtia myös nykytiedon valossa Vettä ei myöskään tule pelätä liikaa, sitä tarvitaan muun muassa betonin kovettumisessa Rakenneratkaisujen tulisi olla sellaisia, jotka antaisivat anteeksi myös vähän virheellisen toteutuksen Asian ymmärtäminen on avain ongelmien välttämiseen Sisäilmapaja Nurmes Pohjois-Karjalan tulevaisuusrahasto 11

12 Eristysmäärän kasvaessa erilaisten rakennusvirheiden ja virheellisten ratkaisujen seuraukset kosteusvauriotapauksissa ovat vakavammat Rakennusaikainen kosteus tulee aiheuttamaan enemmän harmeja, koska monissa tapauksissa rakennuksen rakennusaikaista kosteudenhallintaa ei osata kovin hyvin nytkään. Monissa rakennuksissa on hyvin suuri kosteusrasitus (uimahallit, kostutetut rakennukset, jne). Erilaisten ilmavuotojen seuraukset ovat vakavammat. Uusien määräysten seurauksena tullaan kehittämään paljon uusia rakenneratkaisuja. Yksinkertaisten kosteusteknisten tarkastelujen laatiminen on monille asiantuntijoillekin ylivoimaista. Siksi uusiin rakenneratkaisuihin tulee liittymään riskejä. Sisäilmapaja Nurmes Pohjois-Karjalan tulevaisuusrahasto 12

13 Seiniin liittyviä kysymyksiä Uudet eristekombinaatiot voivat olla riskialttiita rakennusaikana Märkätilojen seinäpinnoitteiden taustojen tuuletus pienentää riskiä - + polyuretaani mineraalivilla Liittymien ilmavuodot pois Sandwich-elementtien paksummat eristeet aiheuttavat monenlaisia yllätyksiä: - ansaat/kantavuuskysymykset, lämpötilamuutosten seuraukset - läpäisemättömillä eristeillä sisäkuoren kuivumisen on tapahduttava pääasiassa sisäänpäin (läpäisevät pinnoitteet) - palokysymykset voivat tulla uudelleen esiin - tiililaattapintaisen rakennuksen mitoitus Sisäilmapaja Nurmes 13

14 Yläpohjiin liittyviä kysymyksiä Ilmaa läpäisevien eristeiden konvektio - 10 o C Loivien kattojen eristemäärän kasvu + 20 o C * joustokiinnikkeet * höyrynsulun reikiintyminen * kosteustekninen toiminta poikkeaa otaksutusta Vesi ei poistu otaksutulla vauhdilla rakenteesta, koska kylmänä kautena ylös nouseva vesihöyry jäätyy ennen kuin poistuu tuuletuksen kautta. Läpäisevät katteet toimivat samoin. Heikosti tuulettuvan yläpohjan kosteusteknisen toiminnan varmistus: Rakenteeseen ei saa jäädä rakennusaikaista vettä Kate ei saa vuotaa vettä rakenteeseen Sisäilman kosteus ei saa päästä rakenteeseen Sisäilmapaja Nurmes 14

15 Alapohjiin liittyviä kysymyksiä Maanvaraiset alapohjat * Energian säästämiseksi eristettä ei tarvita U-arvon mukaista määrää * Rakennusfysikaalinen toiminta paranee eristemäärän kasvaessa * Laatta kuivuu pääasiassa vain sisäänpäin (läpäisevä pinnoite) * Betonilaatta on tärkeä kosteuslähde jopa 10 vuotta * Maaperän jäähdyttäminen esim. radonputkituksen avulla olisi erinomainen ratkaisu fysikaalisen toiminnan kannalta * Maaperään yhteydessä olevien vuotoreittien tiivistäminen on erittäin tärkeää, usein polyuretaanivaahto auttaa vaikkakaan ei ole paras ratkaisu Ryömintätilat * Mikrobikasvua tapahtuu ryömintätilassa kosteina kesäaikoina * Alapohjan täydellinen ilmanpitävyys on erittäin tärkeä (vaikea toteuttaa) * Ryömintätilat tulevat talvisin kylmemmiksi (jäätymismahdollisuus) * Kuivaimella ryömintätila toiminee parhaiten (ilmanvaihto, mitoitus rakennusaikainen vesimäärä on yleensä suuri kuivaimen kapasiteettiin nähden) Sisäilmapaja Nurmes Pohjois-Karjalan tulevaisuusrahasto 15

16 Ikkunoihin liittyviä kysymyksiä Hyvä U-arvo vastaa heikon seinän eristävyyttä. Tällöin lämmitysjärjestelmän voi suunnitella uudelta pohjalta. Patterin ei tarvitse enää sijaita ikkunan edessä. Aika ajoin tapahtuva ulkopuolinen kondenssi ja jäätyminen tulee aiheuttamaan paljon selitystarvetta. Pitäisi ratkaista onko kyseessä ominaisuus vai vika. Sisäilmapaja Nurmes Pohjois-Karjalan tulevaisuusrahasto 16

17 Rakentaminen on erittäin vaativa laji Monista osa-alueista pyritään muodostamaan toimiva kokonaisuus. Se on aina kompromissi. Osa-alueet ja osapuolet lisääntyvät rakennushankkeissa, jolloin yhteistyökyky on muodostumassa rakentajan tärkeäksi ominaisuudeksi. Suurta viisautta on ymmärtää, että yksilö ei voi hallita kaikkea. Kun tämän oivaltaa, apua löytyy aina. Jos rakentaminen alkaa tuntua helpolta, on parasta vaihtaa lajia (Jorma Huura). Kiitos mielenkiinnosta. Sisäilmapaja Nurmes Pohjois-Karjalan tulevaisuusrahasto 17